Зависимость температуры плавления металла от давления
Впервые об этом явлении сообщил Эдмонд Беккерель в 1853 году
Явление было переоткрыто в 1873 году Фредериком Гатри[en] в Великобритании[3]: во время работы с заряженными телами Гатри обнаружил, что раскалённый железный шар теряет свой заряд, если он
Эффект был вновь открыт Томасом Эдисоном 13 февраля 1880 года. В своих опытах Эдисон пытался выяснить, почему в лампе накаливания, которую он создал, нити накала перегорали раньше времени и почему на внутренней стороны колбы образовывался тёмный налёт вблизи положительного электрода нити. Эдисон производил опыты с несколькими экспериментальными вакуумированными лампами накаливания с дополнительной металлической пластиной или листочком фольги внутри колбы, которая сама электрически изолирована от нити накаливания и имеет дополнительный электрический вывод сквозь стекло колбы. В этих опытах Эдисон обнаружил, что если эта пластина имела положительный потенциал относительно нити накала, то через вакуум протекал заметный ток, а если потенциал пластины был отрицательный относительно нити накала, то ток отсутствовал, причём ток наблюдался только в том случае, если нить накала была достаточно сильно разогрета.
В дальнейшем это явление стало объясняться испусканием электронов, которые являются отрицательно заряженными частицами, нагретыми телами. Однако в описываемое время электрон ещё не был открыт: его открыл Джозеф Томсон лишь в 1897 году.
Парциальное давление пара металла
Как и все вещества, металлы обладают определенной величиной давления собственного пара, хотя нередко очень незначительной. Давление пара металлов р зависит от температуры и обычно выражается формулой lg р = -(АТ)+В. Повышение температуры вызывает непрерывное возрастание давления пара металла. При плавлении не наблюдается скачка на прямой lg р = f (T), меняется лишь ее наклон из-за того, что изменяется величина А.
Ниже приведены данные о давлении паров некоторых металлов при температуре плавления, а также температуры плавления и кипения (температурой кипения является температура, при которой давление пара вещества достигает атмосферного, составляющего 0,101 МПа):
Из этих данных можно прежде всего сделать вывод о том, что температура кипения металла никак не связана с его температурой плавления. Легкоплавкое олово кипит при 2600 °С, а более тугоплавкий цинк имеет температуру кипения всего 905 °C. Точно так же марганец, плавящийся при 124С °С, обладает температурой кипения 2100 °С, а медь с точкой плавления 1083 °С кипит при 2500 °С.
Для оценки поведения металла при плавке большее значение, чем температура кипения, имеет величина давления пара при температуре плавления, так как именно это свойство предопределяет, например, величину потерь в результате испарения. Из приведенных выше пять металлов имеют давление пара при температуре плавления 13,3 Па и более. Это цинк, магний, кальций, марганец, хром. Такие металлы называют легколетучими.
Давление пара сплава складывается из суммы парциальных давлений всех компонентов и примесей, входящих в его состав. Если сплав рассматривать как совершенный раствор, то парциальное давление пара любого компонента или примеси px определяется законом Рауля: рx = p°xNx, где p°x — давление пара чистого компонента; Nx — его атомная доля в сплаве.
Do'stlaringiz bilan baham: |